NVIDIA i TSMC ujawniają prototyp zaawansowanego krzemowego układu fotonicznego, zgodnie z doniesieniami

Informacje te nie stanowią porady inwestycyjnej. Autor nie posiada żadnych akcji w żadnej z wymienionych akcji.

Ostatnie raporty z Tajwanu wskazują, że NVIDIA i TSMC współpracują nad prototypem najnowocześniejszego krzemowego układu fotonicznego. TSMC, uznawany za wiodącego producenta układów scalonych na świecie, wzmocnił swój status najbardziej zaawansowanego producenta układów scalonych, szczególnie w świetle trwających wyzwań firmy Intel. Krzemowa fotonika to przełomowa metoda wytwarzania, która integruje obwody fotoniczne z konwencjonalnymi obwodami elektronicznymi, rozwiązując nieodłączne ograniczenia występujące w tradycyjnej produkcji półprzewodników. Uważa się, że prototyp został opracowany pod koniec ubiegłego roku, a obie firmy aktywnie badały technologie optycznego pakowania mające na celu zwiększenie wydajności układów AI.

Postęp w technologii układów scalonych: rola fotoniki krzemowej

Na czele postępu technologicznego TSMC stoi węzeł procesu 2-nanometrowego. Ta innowacja charakteryzuje się minimalnymi odstępami między bramkami i metalami wynoszącymi odpowiednio 45 nanometrów i 20 nanometrów. W projektowaniu półprzewodników odstęp między bramkami oznacza odstęp między sąsiednimi bramkami na chipie, podczas gdy odstęp między metalami odnosi się do odległości oddzielającej metalowe połączenia międzysystemowe. Bramki regulują przepływ elektronów w tranzystorach, a połączenia międzysystemowe ułatwiają komunikację między tranzystorami na chipie.

Wyzwania związane z węzłem 2-nanometrowym podkreślają znaczną przeszkodę dla producentów chipów, takich jak TSMC, ponieważ coraz większa złożoność zmniejszania tych odległości komplikuje skalowalność liczby tranzystorów na chip. Aby złagodzić te bariery, branża coraz bardziej zwraca uwagę na fotonikę krzemową jako wykonalne rozwiązanie.

Fotonika krzemowa wykorzystuje tranzystory fotoniczne lub układy scalone, które wykorzystują fotony — cząsteczki światła — zamiast elektronów do wewnętrznej komunikacji chipa. Technologia ta oferuje zwiększone możliwości pasma i częstotliwości, przyspieszając tym samym prędkość przetwarzania danych i zwiększając pojemność.

Tranzystory fotoniczne krzemowe — Tradycyjne i krzemowe tranzystory fotoniczne na płytce CMOS. Źródło: Grenouillet i in. (2010). „Towards Optical Networks-on-Chip Using CMOS Compatible III-V/SOI Technology.” Konferencja Solid State Devices and Materials (SSDM), Tokio. DOI: 10.7567/SSDM.2010.D-6-2.

Możliwość zwiększenia prędkości przetwarzania dzięki tym tranzystorom bez konieczności stosowania znacznie bardziej zaawansowanych technik produkcyjnych sprawia, że fotonika krzemowa staje się atrakcyjnym obszarem zainteresowań przedstawicieli przemysłu, szczególnie w obliczu osiągania przez produkcję zaawansowanych układów scalonych niewielkich zysków.

Artykuł z UDN, tajwańskiego serwisu informacyjnego, podkreśla duże zainteresowanie firmy NVIDIA tym innowacyjnym podejściem. Informuje, że NVIDIA i TSMC pomyślnie stworzyły pierwszy prototyp krzemowego układu fotonicznego pod koniec ubiegłego roku. Ponadto obie firmy badają technologie integracji optoelektronicznej wraz z zaawansowanymi rozwiązaniami w zakresie pakowania.

Integracja optoelektroniczna uzupełnia fotonikę krzemową poprzez łączenie komponentów, które manipulują światłem — takich jak lasery i fotodiody — z komponentami elektronicznymi — takimi jak tranzystory — na jednym waflu.

Jako główny partner produkcyjny firmy NVIDIA, TSMC konsekwentnie dostarcza niezawodne wyniki i wysokie wskaźniki wydajności, zapewniając sobie reputację preferowanego współpracownika dla czołowych firm technologicznych. Podczas gdy chipy AI firmy NVIDIA są liderami rynku pod względem wydajności, ograniczenia w zakresie pojemności pakowania i wysokie koszty produkcji ograniczyły ich dostępność.